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华洋通信科股份有限公司项目高瓦斯煤层群安全智能开采关键技术及应用获江苏省科学技术二等奖

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  • 发布时间:2020-11-23 08:49
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“高瓦斯煤层群安全智能开采关键技术及应用”项目由华洋通信科技股份有限公司(第一完成单位)、中国矿业大学、华晋焦煤有限责任公司等企业开展产学研研究,在华晋焦煤有限责任公司沙曲矿22201、24202及3402等工作面首次成功应用,回采工作面作业人员减少50%,瓦斯超限从每年3600次减少为零,连续十年实现零死亡,已在全国多个矿区得到了推广应用,仅2018-2019两年就增产煤炭资源450万t,抽采纯瓦斯8.2亿m3,新增利润15.25亿元,经济与社会效益显著,有力地推动了我国煤矿安全科技进步。

项目成果在理论与技术方面均取得重大突破,项目转化成果“近距离突出煤层群稀缺资源安全开发与利用”获得我国工业领域最高奖项“中国工业大奖”,项目首创“以智能工作面首采保护层,多维时空抽采邻近层卸压瓦斯”核心理念,完成如下创新:

1.首次建立了智能工作面系统工程模型,自主构建了自动化智能工作面开采技术体系。提出了适应工作面智能开采的感知和远控“三机”配套模式,集成了工作面智能开采装备;创新了工作面“三机”姿态的实时感知技术、智能工作面采煤机自主定位技术;研发了高瓦斯煤层群双重预防管理决策信息系统。实现了基于多信息融合的工作面设备协同控制和远程集中控制。

2.建立了煤层群卸压开采全域多维时空流固耦合模型,得出了卸压开采过程中覆岩渗透率时空演化规律和瓦斯渗流路径,确定了卸压瓦斯高效抽采动态范围。自主研发了煤体吸附瓦斯气体、受载煤体多元气体流动特性以及三轴高温渗流测试系统。揭示了卸压开采过程中时空瓦斯吸附解吸特性、卸压煤体的应力-裂隙-渗流规律。以充分卸压为原则开发了保护层优选计算软件,基于模糊层次分析法提出了高瓦斯煤层群多维时空瓦斯抽采技术体系。

3.基于多维时空瓦斯抽采技术体系,研发了水平井与千米钻孔对接抽采、大孔径裂隙带定向长钻孔抽采、厚煤层沿空留巷及留巷钻孔抽采等技术和装备。创新并开发了煤层群瓦斯抽采协同保障体系:多煤层瓦斯压力协同测定、瓦斯含量直接测定与卸压效果检验方法及装置、“密封叠环”式动态封孔技术和装备、多层同抽的自适应瓦斯抽采管路,解决了瓦斯参数实时测定、动态封孔、钻孔(管路)变形等关键难题。实现了高瓦斯煤层群安全智能开采。

项目已获得国家授权发明专利24项,软件著作权8项,自主研发科研仪器3套,出版专著6部,发表学术论文84篇,其中SCI检索25篇、EI检索30篇。

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